JP2006174153A - 自営基地局装置、携帯端末、それらを含んだ無線通信システムおよび無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 既存の端末を用いつつ、自営無線システムが利用可能な場所では自営無線システムを利用するように制御を行なう自営基地局装置を提供すること。
【解決手段】 端末１０は、公衆無線システム２と自営無線システム１との両方に接続し得る。自営基地局装置４は、端末１０による公衆無線システム２への発信を検出すると、公衆無線システム２を介して端末１０に自営無線システム２の利用を音声または文字メッセージなどにより指示する。したがって、端末１０は両システムを探し出す機能などが不要となり、既存のものをそのまま利用することが可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、公衆無線システムと自営無線システムとを含んだ無線通信システムにおいて、無線通信方式を切換えて通信を行なう技術に関し、特に、自営無線システムが利用可能な場所では自営無線システムを利用するように制御を行なう自営基地局、携帯端末、それらを含んだ無線通信システムおよび無線通信方法に関する。

近年、公衆無線システムと自営無線システムとを含んだ無線通信システムにおいて、無線通信方式を切換えて通信を行なう技術が盛んに研究されている。ここで、公衆無線システムとは、携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）などのように通信事業者が設置した公衆基地局とユーザ端末との間で無線通信を行なうシステムを指すものとする。また、自営無線システムとは、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、コードレス電話などのようにユーザが法律で許可された範囲内で自由に無線基地局を設置し、ユーザ端末との間で通信を行なうシステムを指すものとする。

一般的に、公衆無線システムで通信を行なう端末であっても、自営無線システムのある場所では自営無線システムを利用して通信を行なう方が多くの利点を有している。その１つとして、自営無線システムを用いた場合、通信料が不要となることを挙げることができる。すなわち、自営無線システムと通信相手とを接続するＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）やＦＴＴＨ（Fiber To The Home）などの有線通信網の通信料金は定額制のものが多く、ユーザは安価に通信を行なえるからである。

また、データ通信など長時間無線通信回線を利用するユーザが増加すると、通信容量の増加などによる設備の増強が必要となる。そのようなユーザが自営無線システムを利用することによって、公衆無線システムの通信量が減少して、通信事業者は余計な設備投資を防ぐことができる。

これに関連する技術として、独立行政法人通信総合研究所のＭＩＲＡＩ（Multimedia Integrated network by Radio Access Innovation）システム、特開２００４−１２９０７９号公報に開示された通信端末、および特開２００２−２９１０１１号公報に開示された無線装置を挙げることができる。

ＭＩＲＡＩシステムは、シームレス異種無線ネットワークの１つのソリューションであり、発着信に加えてＲＡＮ発見・選択・切替、位置通知・認証といったシームレスサービスのためのシグナリング機能を提供するものである。

特開２００４−１２９０７９号公報に開示された通信端末は、所定のアドレス体系のネットワークにおいて、２つの異なる無線通信方式を選択的に使用してパケット通信を行なうものである。所定のアドレス体系における第１アドレスが割り当てられ、第１無線通信方式で無線通信を行なう第１無線通信部と、所定のアドレス体系における第２アドレスが割り当てられ、第２無線通信方式で無線通信を行なう第２無線通信部と、第１無線通信部および第２無線通信部のうち、通信状態が良好な無線通信部を選択する通信方式選択部と、送信するパケットの送信元アドレスを、通信方式選択部が選択した第１無線通信部または第２無線通信部に割り当てられた第１アドレスまたは第２アドレスを送信元アドレスとするアドレス変換部とを備える。

特開２００２−２９１０１１号公報に開示された無線装置は、異種通信方式の複数の通信システムのサービスエリアが少なくとも一部重複してなるセル式移動通信システムに適用可能なものである。無線信号送受信を行なう無線部と、適用対象通信システムの送受信のための信号処理の各機能をソフトウェアモジュール化してなる複数のシステムモジュールを格納した記憶装置と、無線部を介して送受される信号を処理するものであって記憶装置から与えられることにより割り当てられた特定無線通信システムの対応のシステムモジュールを一時保持して当該保持したシステムモジュールに対応する信号処理を実行するリソースと、記憶装置に格納したシステムモジュールのうち使用通信システム対応のシステムモジュールをリソースへ割り当てるべく管理制御を行なうと共に複数種の通信システムによる重複サービスエリア内ではハンドオーバ条件の整う時点で現在使用中の通信システムのシステムモジュールに加えてハンドオーバ先の通信システム対応のシステムモジュールをリソースへ割り当てるべく制御するマネージャを持つコントローラとを具備する。
特開２００４−１２９０７９号公報 特開２００２−２９１０１１号公報 「ＭＩＲＡＩ実証システムの開発」、２００２年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会

しかしながら、上述した先行技術においては、特別な無線通信方式切換え機能を備えた新しい端末の開発を前提として考えられているため、端末を製造する複数のメーカがこの機能を採用しないと普及せず、複雑な機能を開発しなければならないといった問題点があった。また、シグナリング用の無線部を動作させたり、自営無線システムの検出のため、自営無線システム用無線部を動作させるため、消費電力が増加するという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、既存の端末を用いつつ、自営無線システムが利用可能な場所では自営無線システムを利用するように制御を行なう自営基地局装置、携帯端末、それらを含んだ無線通信システムおよび無線通信方法を提供することである。

本発明のある局面に従えば、公衆無線システムと自営無線システムとの両方に接続し得る携帯端末による無線通信システムにおいて、自営無線システムの通信エリア内で携帯端末の通信を可能にする自営基地局装置であって、携帯端末による公衆無線システムへの発信を検出するための検出手段と、検出手段による検出に応じて、公衆無線システムを介して携帯端末に自営無線システムの利用を指示するための指示手段とを含む。

好ましくは、検出手段は、携帯端末と公衆無線システムとの間で制御用通信チャネルを用いた通信が行なわれたことを検出して、携帯端末による公衆無線システムへの発信を検出する。

本発明の別の局面に従えば、公衆無線システムと自営無線システムとの両方に接続し得る携帯端末であって、公衆無線システムに発信した際、公衆無線システムを介して自営無線システムの利用の指示を受信するための受信手段と、受信手段による受信に応じて、公衆無線システムから自営無線システムに通信を切換えるための切換手段とを含む。

本発明のさらに別の局面に従えば、無線通信システムは、公衆無線システムと自営無線システムとの両方に接続し得る携帯端末と、公衆回線網に接続され、自営無線システムの通信エリア内に携帯端末が存在することを検出して通知する自営基地局装置と、自営基地局装置からの通知を受け、携帯端末に自営無線システムの利用を指示する通知サーバとを含み、携帯端末は、通知サーバからの指示に応じて、自営無線システムに切換えて通信を行なう。

好ましくは、自営基地局装置は、携帯端末が公衆無線システムに対して電波を送信したことを検出して、自営無線システムの通信エリア内に携帯端末が存在することを検出する。

好ましくは、通知サーバは、携帯端末に公衆無線システムの機能を制限することを通知する。

本発明のさらに別の局面に従えば、公衆無線システムと自営無線システムとの両方に接続し得る携帯端末による無線通信方法であって、自営基地局が携帯端末による公衆無線システムへの接続要求を検出して通知サーバに通知するステップと、通知に応じて、通知サーバが通信網および公衆無線システムを介して、携帯端末に対して自営無線システムを利用することを指示するステップと、指示に応じて、携帯端末において自営無線システムを選択するステップとを含む。

本発明のある局面によれば、検出手段による検出に応じて、指示手段が公衆無線システムを介して携帯端末に自営無線システムの利用を指示するので、携帯端末は両システムを探し出す機能などが不要となり、既存のものをそのまま利用することが可能となった。

また、検出手段は、携帯端末と公衆無線システムとの間で制御用通信チャネルを用いた通信が行なわれたことを検出して、携帯端末による公衆無線システムへの発信を検出するので、携帯端末の検出を容易に行なうことが可能となった。

本発明の別の局面によれば、自営無線システムの利用の指示を受信して、切換手段が公衆無線システムから自営無線システムに通信対象を切換えるので、携帯端末は常に自営モードを動作させる必要がなくなり、消費電力を削減することが可能となった。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における自営基地局装置を含んだ無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。この無線通信システムにおいては、自営無線システム１と、公衆無線システム２とが他の通信網３を介して接続されている。他の通信網３は、たとえば他の携帯電話事業者、固定電話事業者のシステム、インターネットなどである。

自営無線システム１は、自営基地局装置４を含み、ＰＨＳなどの端末１０と無線通信を行なう。ＰＨＳは、同一システム内で公衆モードと自営モード（デジタルコードレス電話）とが認可されているため、この無線通信システムで使用されるのに適している。しかし、端末は携帯電話機などでもよく、ＰＨＳに限られるものではない。ここで、自営モードとは自営無線システムで通信するための機能を動作させた端末の状態を指し、公衆モードとは公衆無線システムで通信するための機能を動作させた端末の状態を指す。

自営基地局装置４は、ＡＤＳＬやＦＴＴＨなどの有線アクセス通信回線および局側装置５を介して他の通信網３に接続されている。また、他の通信網３には、後述する通知サーバ６が接続されている。

公衆無線システム２は、公衆無線システムのバックボーンネットワーク９に接続された通知サーバ６と、管理サーバ７と、ゲートウェイ（ＧＷ）８とを含み、端末１０と無線通信を行なう。公衆無線システム２は、ＧＷ８を介して他の通信網３と接続される。なお、通知サーバ６は、他の通信網３または公衆無線システムのバックボーンネットワーク９のいずれかに接続されていればよい。

通知サーバ６は、自営基地局１からの公衆端末存在通知によって、端末１０へ自営無線システム１を利用すべき旨の通知の発信を管理サーバ７へ指示する。また、管理サーバ７は、端末１０の公衆無線システムにおける通話、位置情報、課金、認証などの管理を行なう。

端末１０は、自営基地局１との通信機能および公衆基地局２との通信機能の両方を備えている。端末１０が公衆基地局２を介して通信相手１５と通信を行なう場合、図１の（ア）に示す通信経路となる。また、端末１０が自営基地局１を介して通信相手１５と通信を行なう場合、図１の（イ）に示す通信経路となる。

通信相手１５は、他の通信網３または公衆無線システム２のいずれかに接続される。

図２は、本発明の第１の実施の形態における無線通信システムの処理手順を説明するための図である。まず、端末１０が公衆基地局２に対して発信すると、自営基地局１は制御チャネルで端末１０の発信を受信する（Ｔ１）。そして、自営基地局１は、端末１０が公衆基地局２に発信したことを通知サーバ６に通知する（Ｔ２）。

なお、携帯電話などの一般的な公衆無線システムでは、発着信や端末の電源をオンにしたとき、制御用通信チャネルで基地局と端末との間で通信が行なわれる。自営基地局１はこの制御用通信チャネルを受信し、端末１０が公衆基地局２に対して発信したことを検出するようにしてもよい。

次に、通知サーバ６は、端末１０が公衆基地局２に発信したことを通知する通知メッセージを管理サーバ７に送信する（Ｔ３）。この通知メッセージは、管理サーバ７に対して当該ＩＤの端末に対するメッセージを送信することを指示するものである。

管理サーバ７は、通知メッセージを受信すると、公衆基地局２に対して端末呼出指示および通知メッセージを送信する（Ｔ４）。この通知メッセージは、端末１０に対するメッセージそのものであり、たとえば「自営モードが使用できます」のような文章である。

公衆基地局２は、管理サーバ６から端末呼出指示を受けると、端末１０を呼び出す（Ｔ５）。端末１０から応答があれば（Ｔ６）、公衆基地局２は端末１０に通知メッセージを送信する（Ｔ７）。この通知メッセージは、Ｔ４に示す通知メッセージと同じものである。なお、通知サーバ６が管理サーバ７の管理機能を備え、通知サーバ６がＴ４に示す通知メッセージを送信するようにしてもよい。

図３は、本発明の第１の実施の形態における自営基地局装置４の概略構成を示すブロック図である。この自営基地局装置４は、端末１０と自営モードで通信を行なう自営無線システム用無線部１１と、端末１０と公衆モードで通信を行なう公衆無線システム用無線部１２と、自営基地局装置４の全体的な制御を行なう中央制御部１３と、ＡＤＳＬ、ＦＴＴＨなどの回線を介して局側装置５と通信を行なうネットワークインタフェース１４とを含む。

自営無線システム用無線部１１は、端末１０との間で電波の送受を行なうアンテナ２１と、アンテナ２１を介して受けた電波を復調して端末１０からの情報を抽出する受信部２２と、端末１０に送信する情報を変調してアンテナ２１を介して送出する送信部２３と、自営無線システム用無線部１１の全体的な制御を行なう無線制御部２４とを含む。

また、公衆無線システム用無線部１２は、端末１０からの電波を受けるアンテナ３１と、アンテナ３１を介して受けた電波を復調して端末１０からの情報を抽出する受信部３２と、公衆無線システム用無線部１２の全体的な制御を行なう無線制御部３３とを含む。

図４は、本発明の第１の実施の形態における自営基地局装置４の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、公衆無線システム用無線部１２内の受信部３２は、アンテナ３１から受けた電波を復調して情報を抽出し、その情報に基づいて端末１０が公衆無線システム２に発信したか否かを判定する（Ｓ１１）。端末１０の発信を受信していなければ（Ｓ１１，Ｎｏ）、ステップＳ１１の処理を繰返す。

また、端末１０の発信を受信していれば（Ｓ１１，Ｙｅｓ）、中央制御部１３は受信部２２によって受信された情報から端末１０のＩＤを検出する（Ｓ１２）。そして、中央制御部１３は、ネットワークインタフェース１４および局側装置５を介して通知サーバ６に、端末１０が公衆無線システム２に発信したことを通知する通知メッセージを送信する（Ｓ１３）。

上述したように、Ｔ７に示す通知メッセージが端末１０に通知される。ユーザは、端末１０に表示された「自営無線システムを使用できます」などの通知メッセージを見ることによって、自営無線システム１を利用可能であることが分かる。これによって、ユーザは公衆無線システム２への発信ではなく、自営無線システム１への発信を行なう。

なお、通知メッセージとしては、音声案内、文字メッセージ通信、電子メールなど汎用的な通信手順が使用できる。これらの機能は、現在市販されているＰＨＳや携帯電話に標準で装備されている。

自営無線システム用無線部１１内の無線制御部２４は、受信部２２を制御することによって端末１０から自営無線システム１への発信を検出し（Ｓ１６）、受信部２２および送信部２３を制御して自営モードでの通信を開始する（Ｓ１４）。このとき、中央制御部１３は、端末１０から受信した情報に基づいてパケットを生成し、ネットワークインタフェース１４を介して局側装置５に送信する。また、中央制御部１３は、ネットワークインタフェース１４を介して局側装置５からパケットを受信すると、そのパケットに含まれる情報を送信部２３を介して端末１０に送信する。

最後に、中央制御部１３は、端末１０との通信が終了したか否かを判定する（Ｓ１５）。端末１０との通信の終了を検出すると（Ｓ１５，Ｙｅｓ）、処理を終了する。

以上の説明においては、通知サーバ６が管理サーバ７に対して通知メッセージの発信を指示するようにしているが、同様の手順で管理サーバ７に対して種々の指示を出すことも可能である。たとえば、自営無線システム１の通信エリアに端末１０がいる場合、公衆無線システム２が端末１０からの発信を拒絶したり、公衆無線システム２での通信速度を制限したり、公衆無線システム２の料金を通常よりも割高にしたりすることも可能である。この場合は、通知サーバ６がその旨を端末１０に通知する。

本実施の形態においては、自営基地局装置４が端末１０の発信を検出するようにしている。これに対して、端末自身が自営無線システムを検出する方法も考えられる。しかしながら、この方法では端末が自営モードおよび公衆モードの両モードを同時または周期的に切換えるなどして、両システムを常に探し出すことが必要になる。したがって、端末に両モードの検出機能が必要になると共に、端末の消費電力が増加することになる。

以上説明したように、本実施の形態においては、自営基地局装置４が端末１０の発信を検出し、自営無線システム１を利用可能であることを公衆無線システム２を介して端末１０に通知するようにしたので、端末１０に新たな機能を追加することなくユーザに自営無線システム１を利用可能であることを通知することが可能となった。また、端末１０に新たな機能を追加する必要がなく、また通信待受時は公衆無線システム用無線部のみ動作しておけばよいため、端末１０の消費電力の増加を防止することが可能となった。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態における無線通信システムの概略構成は、図１に示す第１の実施の形態における無線通信システムの概略構成と比較して、端末１０の構成および機能が異なる点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。

本実施の形態における無線通信システムの通信手順は図２に示すものと同様であるが、端末１０がＴ７に示す通知メッセージを受けると、端末１０自身が通信対象を自営無線システムに切換えるものである。Ｔ７に示す通知メッセージには、通信対象を切換えるための切換命令も含まれる。

図５は、本発明の第２の実施の形態における端末１０の概略構成を示すブロック図である。この端末１０は、自営基地局１と自営無線システムで通信を行なう自営無線システム用無線部４１と、公衆基地局２と公衆無線システムで通信を行なう公衆無線システム用無線部４２と、端末１０の全体的な制御を行なう中央制御部４３と、ユーザインタフェース４４とを含む。

自営無線システム用無線部４１は、自営基地局１との間で電波の送受を行なうアンテナ５１と、アンテナ５１を介して受けた電波を復調して自営基地局１からの情報を抽出する受信部５２と、自営基地局１に送信する情報を変調してアンテナ５１を介して送出する送信部５３と、自営無線システム用無線部４１の全体的な制御を行なう無線制御部５４とを含む。

また、公衆無線システム用無線部４２は、公衆基地局２との間で電波の送受を行なうアンテナ６１と、アンテナ６１を介して受けた電波を復調して公衆基地局２からの情報を抽出する受信部６２と、公衆基地局２に送信する情報を変調してアンテナ６１を介して送出する送信部６３と、公衆無線システム用無線部４２の全体的な制御を行なう無線制御部６４とを含む。

図６は、本発明の第２の実施の形態における端末１０の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、ユーザがユーザインタフェース４４を用いて公衆無線システム２に対する発信指示を行なうと、公衆無線システム用無線部４２内の送信部６３は公衆基地局２に対して発信を行なう（Ｓ２１）。このとき、自営無線システム用無線部４１は休止状態にある。

次に、公衆基地局２から通知メッセージを受信すると（Ｓ２２）、中央制御部４３は公衆無線システム用無線部４２を休止状態にすると共に、自営無線システム用無線部４１を動作状態にすることにより、通信対象を自営無線システムに切換える（Ｓ２３）。

無線制御部５４は、受信部５２および送信部５３を制御して、自営基地局１との通信を行なう（Ｓ２４）。最後に、中央制御部４３は、自営基地局１との通信が終了したか否かを判定する（Ｓ２５）。自営基地局１との通信の終了を検出すると（Ｓ２５，Ｙｅｓ）、処理を終了する。

以上説明したように、本実施の形態における無線通信システムにおいては、端末１０が公衆基地局２からの通知メッセージＴ７によって自動的に通信対象を切換えるようにしたので、ユーザが通信対象を切換える必要がなくなった。

また、端末１０が公衆基地局２から通知メッセージを受信した場合にのみ、自営無線システム用無線部４１を動作させるようにしたので、従来の２システムを切換える端末のように常に自営モードを動作させる必要がなくなり、端末１０の消費電力を削減することが可能となった。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１の実施の形態における自営基地局装置を含んだ無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における無線通信システムの処理手順を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態における自営基地局装置４の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における自営基地局装置４の処理手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態における端末１０の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態における端末１０の処理手順を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 自営無線システム、２ 公衆無線システム、３ その他の通信網、４ 自営基地局装置、５ 局側装置、６ 通知サーバ、７ 管理サーバ、８ ゲートウェイ、９ バックボーンネットワーク、１０ 端末、１１，４１ 自営無線システム用無線部、１２，４２ 公衆無線システム用無線部、１３ 中央制御部、１４ ネットワークインタフェース、１５ 通信相手、２１，３１，５１，６１ アンテナ、２２，３２，５２，６２ 受信部、２３，５３，６３ 送信部、２４，３３，５４，６４ 無線制御部、４４ ユーザインタフェース。

Claims (7)

1. 公衆無線システムと自営無線システムとの両方に接続し得る携帯端末による無線通信システムにおいて、自営無線システムの通信エリア内で前記携帯端末の通信を可能にする自営基地局装置であって、
   前記携帯端末による前記公衆無線システムへの発信を検出するための検出手段と、
   前記検出手段による検出に応じて、前記公衆無線システムを介して前記携帯端末に前記自営無線システムの利用を指示するための指示手段とを含む、自営基地局装置。
2. 前記検出手段は、前記携帯端末と前記公衆無線システムとの間で制御用通信チャネルを用いた通信が行なわれたことを検出して、前記携帯端末による前記公衆無線システムへの発信を検出する、請求項１記載の自営基地局装置。
3. 公衆無線システムと自営無線システムとの両方に接続し得る携帯端末であって、
   前記公衆無線システムに発信した際、前記公衆無線システムを介して前記自営無線システムの利用の指示を受信するための受信手段と、
   前記受信手段による受信に応じて、前記公衆無線システムから前記自営無線システムに通信を切換えるための切換手段とを含む、携帯端末。
4. 公衆無線システムと自営無線システムとの両方に接続し得る携帯端末と、
   公衆回線網に接続され、前記自営無線システムの通信エリア内に前記携帯端末が存在することを検出して通知する自営基地局装置と、
   前記自営基地局装置からの通知を受け、前記携帯端末に前記自営無線システムの利用を指示する通知サーバとを含み、
   前記携帯端末は、前記通知サーバからの指示に応じて、前記自営無線システムに切換えて通信を行なう、無線通信システム。
5. 前記自営基地局装置は、前記携帯端末が公衆無線システムに対して電波を送信したことを検出して、前記自営無線システムの通信エリア内に前記携帯端末が存在することを検出する、請求項４記載の無線通信システム。
6. 前記通知サーバは、前記携帯端末に前記公衆無線システムの機能を制限することを通知する、請求項４記載の無線通信システム。
7. 公衆無線システムと自営無線システムとの両方に接続し得る携帯端末による無線通信方法であって、
   自営基地局が前記携帯端末による前記公衆無線システムへの接続要求を検出して通知サーバに通知するステップと、
   前記通知に応じて、前記通知サーバが通信網および前記公衆無線システムを介して、前記携帯端末に対して前記自営無線システムを利用することを指示するステップと、
   前記指示に応じて、前記携帯端末において自営無線システムを選択するステップとを含む、無線通信方法。

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